一種對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物及熒光傳感薄膜的制備和應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于熒光化合物的制備及其傳感薄膜制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)冰毒 和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物及熒光傳感薄膜的制備和應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 在國(guó)際禁毒大勢(shì)的壓力下，海洛因等傳統(tǒng)毒品從種植園地到消費(fèi)市場(chǎng)都開(kāi)始逐漸 萎縮，但冰毒等新型毒品的"異軍突起"，已讓禁毒工作受到新的挑戰(zhàn)。截止目前，冰毒已經(jīng) 躍居成為21世紀(jì)最為廣泛濫用的毒品類(lèi)型之一，嚴(yán)重危害著社會(huì)安定和個(gè)人的身心健康。 冰毒是一類(lèi)能令人上癮的興奮劑藥品，具有直接對(duì)人體的大腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈刺激 和摧殘，破壞人體的大腦組織。長(zhǎng)期濫用或高劑量服用會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)被害妄想、幻覺(jué)，現(xiàn) 代醫(yī)學(xué)稱(chēng)之為苯丙胺精神病。以靜脈注射方式濫用者還可引起各種感染合并癥，最終導(dǎo)致 死亡。截止目前，針對(duì)冰毒的檢測(cè)方法主要有氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，高效液相色譜法， 免疫技術(shù)等，然而上述方法都存在明顯的不足，譬如：這些方法主要是針對(duì)液相檢測(cè)，不能 實(shí)時(shí)、快速檢測(cè)、儀器昂貴、靈敏度不高、耗時(shí)以及難于器件化等。除了這些方法之外，熒光 薄膜傳感器由于其高的靈敏度、選擇性、響應(yīng)信號(hào)豐富以及操作簡(jiǎn)單、對(duì)儀器要求較低等優(yōu) 點(diǎn)，越來(lái)越受到科研工作者的親睞。
[0003] 為了有效遏制毒品犯罪活動(dòng)，發(fā)展一種快速、準(zhǔn)確、靈敏的手段用于冰毒的現(xiàn)場(chǎng)檢 測(cè)，成為當(dāng)今科研工作者以及公安部門(mén)的重大研宄課題。
[0004] Cheng等人通過(guò)Suzuki偶聯(lián)反應(yīng)分別制備得到荷-二噻吩衍生物（FBT)和荷-噻 吩的聚合物（PFT)兩種傳感材料，然后通過(guò)旋涂制備得到傳感薄膜，利用化合物"鍵合誘導(dǎo) 重原子效應(yīng)減弱作用"導(dǎo)致與胺作用后產(chǎn)生熒光"Turn-on"現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)氣相甲基苯 丙胺的選擇性檢測(cè)，其檢出限分別為I. 9ppm和6. 4ppm。但是由于該方法制備得到的薄膜不 具備納米薄膜傳感器高比表面的優(yōu)點(diǎn)，使得這一方法的靈敏度、響應(yīng)速度、選擇性等方面尚 有不足，從而限制了其儀器化以及在現(xiàn)場(chǎng)毒品偵查工作中的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明目的在于擬提供一種對(duì)冰毒和冰毒類(lèi) 似物有傳感功能的熒光化合物及熒光傳感薄膜的制備和應(yīng)用，該熒光化合物的制備方法操 作簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性好，經(jīng)該熒光化合物制得的熒光薄膜在檢測(cè)時(shí)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快等 優(yōu)點(diǎn)，能夠有效應(yīng)用于對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺蒸汽的快速靈敏檢測(cè)。
[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：
[0007] -種對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物，該熒光化合物的結(jié)構(gòu)式如 下：
[0008]
[0009] R 為 H、CH3、（CH3) 2CH、（CH3) 2CHCH2、CH3CH2CH (CH3)、CH3SCH2CH2' CH3CH (OH)、(：疋5012或 HOC6H5CH2，所述冰毒類(lèi)似物為N-甲基苯乙胺。
[0010] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物的制備方法， 包括以下步驟：
[0011] 1)制備化合物1
[0012] 在氬氣保護(hù)下，將烷基醇胺溶解在三氯甲烷中，室溫下充分?jǐn)嚢杈鶆蚝螅∠孪?體系中滴加膽固醇氯甲酸酯的三氯甲烷溶液，繼續(xù)攪拌反應(yīng)12~24小時(shí)，然后依次用水、 稀酸溶液及水洗滌，再經(jīng)干燥，得到化合物1 ;
[0013] 2)制備化合物2
[0014] 在氬氣保護(hù)下，將茈酐與氨基烷基酸加入N-甲基吡咯烷酮中，回流反應(yīng)4~7小 時(shí)，然后過(guò)濾，濾餅依次用甲醇、乙酸、甲醇、乙醚洗滌，45~55°C下真空干燥18~28小時(shí)， 得到化合物2 ;
[0015] 3)制備化合物3
[0016] 在氬氣保護(hù)下，將化合物2加入甲苯中，再加入催化量的二氯亞砜，回流反應(yīng)4小 時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后除去過(guò)量的二氯亞砜和溶劑，制得化合物3 ;
[0017] 4)制備對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺有傳感功能的熒光化合物
[0018] 在氬氣保護(hù)下，將化合物1及甲苯加入到步驟3)制得化合物3的體系中，攪拌均 勻后，回流反應(yīng)4~7小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)混合液除去溶劑并進(jìn)行柱色譜分離，制得對(duì) 冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺有傳感功能的熒光化合物。
[0019] 步驟1)中膽固醇氯甲酸醋、烷基醇胺、與三氯甲烷的物質(zhì)的量之比為1:(1~2): (145~166);所述稀酸溶液的濃度為0.0 lmol/L。
[0020] 步驟2)中茈酐、氨基烷酸與N-甲基吡咯烷酮的物質(zhì)的量之比為I :(2~3): (40 ~50)。
[0021] 步驟3)中化合物2、二氯亞砜和甲苯的物質(zhì)的量之比為1 : (10~15) :(130~ 165) 〇
[0022] 步驟4)中化合物1、化合物3和甲苯的物質(zhì)的量之比為1 : (2~3) :(130~135)。
[0023] 步驟4)柱色譜采用四氫呋喃：丙酮=(20~100) :1的淋洗液進(jìn)行洗脫分離。
[0024] 本發(fā)明還公開(kāi)了一種采用上述公開(kāi)的熒光化合物制備熒光傳感薄膜的方法，包括 以下步驟：
[0025] 1)將對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺有傳感功能的熒光化合物溶于三氯甲烷 中，制成濃度為I X l(T4m〇l/L的儲(chǔ)備液；
[0026] 2)將儲(chǔ)備液和乙醇按1:8的體積比混合均勻后，旋涂于玻璃基體表面，靜置0. 5~ 6h，制得熒光傳感薄膜。
[0027] 所述玻璃基體在使用前經(jīng)潔凈、活化處理，具體操作為：
[0028] 將玻璃板裁成4cmX0. 5cm大小，浸沒(méi)在新配制的鉻酸溶液中2~3天，取出后用 大量二次水沖洗干凈，吹干后將其浸沒(méi)在質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98% H2SO4和質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30% H2O2按 3:1的體積比配成的混合溶液中，將該混合溶液加熱至80~100°C，活化1~2小時(shí)，自然 冷卻至室溫，冷卻后用大量二次水沖洗，吹干，制得潔凈的、活化玻璃基片。
[0029] 本發(fā)明還公開(kāi)了所述的熒光傳感薄膜在制備熒光傳感器件中的應(yīng)用。
[0030] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益的技術(shù)效果：
[0031] 本發(fā)明公開(kāi)了一種對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物，該化合物中含 有膽固醇片段和茈酐單元，膽固醇片段具有剛性骨架、多手性中心及強(qiáng)的范德華作用等優(yōu) 點(diǎn)，茈酐具有高的熒光量子產(chǎn)率，良好的光化學(xué)穩(wěn)定性和強(qiáng)的π-π堆積作用，這些構(gòu)筑單 元使制備得到的熒光化合物同時(shí)具有超分子特性和極為豐富的組裝行為。因此，用該熒光 化合物制備的傳感薄膜微觀形貌可控，且穩(wěn)定性好，靈敏度高，并可重復(fù)使用。有望通過(guò)器 件化及與專(zhuān)用熒光檢測(cè)平臺(tái)的結(jié)合研制能夠用于冰毒和冰毒類(lèi)似物超靈敏氣相探測(cè)的專(zhuān) 用檢測(cè)儀，為緝毒偵查工作提供技術(shù)支持。
[0032] 本發(fā)明還公開(kāi)了制備對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物的制備方法， 該方法操作簡(jiǎn)單，原料易得，穩(wěn)定性好，反應(yīng)可控，環(huán)境友好，適合于批量生產(chǎn)。
[0033] 本發(fā)明還公開(kāi)了采用上述熒光化合物制備熒光傳感薄膜的方法，是將茈酰亞胺膽 固醇衍生物物理涂覆于玻璃基片表面，制得具有靈敏度高、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)的熒光傳感 薄膜，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺蒸汽的快速靈敏檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0034] 圖1為本發(fā)明制備的熒光傳感薄膜和溶液中的激發(fā)-發(fā)射光譜圖；
[0035] 圖2為本發(fā)明制備的熒光傳感薄膜的掃描電鏡照片；
[0036] 圖3為本發(fā)明制備的熒光傳感薄膜在冰毒和冰毒類(lèi)似物N-甲基苯乙胺蒸汽不同 濃度下的熒光發(fā)射圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 下面結(jié)合具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，所述是對(duì)本發(fā)明的解釋而 不是限定。
[0038] 本發(fā)明的對(duì)冰毒和冰毒類(lèi)似物有傳感功能的熒光化合物可通過(guò)以下步驟來(lái)制 備：
[0039] 1)制備化合物1
[0040] 在氬氣保護(hù)下，將烷基醇胺溶解于三氯甲烷中，室溫?cái)嚢柚寥芤壕煌该骱?，于?浴下以ls/ld的速度向其中滴加膽固醇氯甲酸酯的三氯甲烷溶液，滴加完后，繼續(xù)攪拌反 應(yīng)24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后水洗三次，稀酸洗三次，再用水洗三次，干燥，制備得白色固體化合 物1，即膽固醇烷基醇胺。
[0041] 其中，膽固醇氯甲酸酯、乙醇胺、三氯甲烷的物質(zhì)的量之比為I : (1~2) : (145~ 166)。其反應(yīng)方程式如下：
[0042]
[0043] 在氬氣保護(hù)下，將茈酐與氨基烷酸加入N-甲基吡咯烷酮中，110°C下回流反應(yīng)8~ 24小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后過(guò)濾，濾餅依次用甲醇、乙酸、甲醇，最后用乙醚洗滌，50°C下真空干燥 24小時(shí)，得到暗紅色固體化合物2,即茈二酰亞胺-烷基酸。其中，茈酐、氨基烷酸、N-甲基 吡咯烷酮的質(zhì)量比為1 : (2~3) : (40~50)。其反應(yīng)方程式如下：
[0044]
[0045] 3)制備化合物3
[0046] 將茈二